计及所有长程库仑作用一维双原子链晶格振动的色散关系

在简谐近似和周期性边界条件下,推导考虑所有原子长程库仑作用一维双原子链晶格振动的色散关系.分析讨论长程库仑作用对色散关系的影响,结果表明:随着长程库仑作用的增强,晶格振动模的频率不断减小、色散关系的频隙逐渐变窄直到消失,并且光学支渐渐深陷入声学支中,最终导致光学支在布里渊区中心的最高频率挪到极低频处.     

一维双原子链晶格振动中的次近邻

目的研究一维双原子链的色散关系,并与最近邻近似下的结果进行比较。方法以一维离子晶体为例,分别考虑次近邻原子和所有原子的作用,利用数值模拟的方法。结果得到了一维双原子链的色散关系的一般表达式,即ω2=2m11m2{-x(m1 m2)±[x2(m1 m2)2-4m1m2(x2-y2)]}。结论对一维双原子链来说,次近邻对色散关系的贡献也是比较大的。     

计及次近邻作用二维单原子正方晶格振动的色散关系

基于晶格动力学理论推导了计及次近邻原子作用下二维单原子正方晶格振动的色散关系,得到第一布里渊区中3种特殊对称方向的色散关系表达式,每一对称方向仅有两支声学波．分析讨论次近邻原子间作用对色散关系的影响,结果表明：在缺乏次近邻原子作用下Г-X方向横波频率为零,X-M方向高频声学波是无色散的,Г-M方向纵波与横波简并;随着次近邻原子间作用的增强,Px和X-M方向声子频率增大,Г-M方向纵波频率也增大,并且当4γ2〉γ1时纵波频率出现极大值,而其横波频率不变,但是11点和M点声子频率始终不变并分别简并．     

二维双原子正方晶格振动的色散关系

利用晶格动力学理论推导了二维双原子正方晶格振动的色散关系表达式,得到第一布里渊区中沿Γ-X、Γ-M和X-M 3种对称方向的声子色散曲线,每一对称方向有四支格波,即两支声学波和两支光学波.讨论了原子质量和次近邻原子间作用对色散关系的影响,结果表明:当两原子质量相等时,3个对称方向的声学波与光学波间无频隙;当两原子质量不等时,声学波与光学波间出现频隙.计及次近邻原子间作用,对Γ点声子频率的大小和简并不影响,两声学模频率为零、两光学模频率简并;对X点声子频率的简并也无影响,但相应频率增大;使M点声子频率的简并度降低,高频声学和光学声子的频率增大,而低频声学和光学声子的频率不变;沿Γ-X方向四支格波仍是非简并的,对应的频率增大,但都表现出色散性;沿Γ-M和X-M方向简并格波的简并度消失,除Γ-M方向低频声学支和光学支频率不变之外,其他格波声子的频率都增大,并且四支格波都表现出色散性.     

表面吸附单原子层的声振动模式

在谐和近似及计入近邻与次近邻相互作用的条件下,我们以格林算子技术,计算了表面吸附了单原子层的半无限晶体的声振动模式。计算分顶位吸附及中心吸附两种情形进行。文中给出了吸附单原子层及衬底的各原子层分别对体模及表面模的贡献。本文的方法和结果对于表面物理的研究将是有用和有意义的。     

多近邻作用下具有在位势的一维双原子链晶格振动的色散关系

考虑原子间长程库仑相互作用,求解了具有在位势的一维双原子链晶格振动运动方程组,得到了色散关系并作了简要讨论,发现多近邻作用下在位势对禁带宽度,频隙,高频支顶在布里渊区的位置等因素的影响具有不同于最近邻模型的新特征。     

第一性原理声子色散曲线计算误差评估——1维原子链模型

声子色散曲线的计算是研究固体材料晶格振动动力学的重要内容.由于边界条件的影响,声子频率的计算在布里渊区边界会产生一定误差.以1维原子链模型在简谐近似条件下的声子色散关系的解析解为参照,对第一性原理方法计算的声子色散曲线进行评估,重点考察布里渊区边界声子频率的误差,进而对色散关系、热力学参量等的计算误差进行分析.研究结果表明:基于密度泛函理论计算的晶格动力学具有较好的可信度.     

具有在位势的二维单原子晶格的色散关系

在简谐近似下,求解了具有在位势的二维单原子晶格振动的运动学方程并得到其色散关系,讨论了在位势、次近邻互作用常数等参数对二维单原子晶格振动影响的基本特点.     

一维单原子链晶格振动的定量研究

目的在谐和近似和最近邻近似下模拟沿[100]方向4种金属元素(Fe、Nb、W和Ta)的一维单原子链色散曲线。方法构建体心立方结构金属的一维单原子链模型,在此基础上用C语言编辑程序模拟一维单原子链的色散曲线,并对这些曲线进行分析。结果沿[100]方向Fe、Nb、W和Ta单原子链的色散曲线非常相似,只是数值上有些差异,其中Fe对应的频率(ω)最大,依次是Nb、W和Ta;4种金属的一维单原子链频率的数量级(THz)和对应金属的三维晶格振动频率的数量级完全相同。结论得到了一维单原子链色散曲线,为进行一维单原子链色散关系的实验奠定了基础。     

闪锌矿结构链中的非线性表面局域模

利用数值计算研究了近邻原子质量和作用力常数均不同的一维链中的非线性表面局域模,该模型模拟闪锌矿结构晶体中〈111〉方向一列表面原子的非线性振动.在考虑近邻原子间相互作用势函数中的四次方非线性项后,在相应线性系统频带的禁带中和光学支上面发现了非线性表面局域模(S1模和S2模).在考虑近邻原子间相互作用势函数中的三次方和四次方非线性项时,非线性表面局域模中出现静态"直流"分量,表面局域模振动频率降低.结果还表明在相应线性系统频带的光学支上面和禁带中是否存在非线性表面局域模与三次方、四次方非线性项和最大的可能达到的位移有关.     

非旋波近似下两个原子与场模型中的聚束与反聚束效应

用完全量子化方法，研究在非施波近似下两个二能级原子与场相互作用过程中的聚束与反聚束效应，揭示了光场频率的变化对场的二阶相干度的影响，并讨论了光场频率与原子间耦合系数的变化民场的二阶相干度的关系。     

ZnSe/ Zn_(1-x)Cd_xSe非对称双量子阱中电子声子相互作用(英文)

采用转移矩阵方法研究了 Zn Se/Zn1-x Cdx Se非对称双量子阱结构中界面光学 ( IO)声子模和电子 -IO声子相互作用哈密顿量 .发现 IO声子的色散关系和电子 -IO声子耦合强度是波矢的复杂函数 ,并且长波声子是主要的 .使用简化的相干势近似数值计算 Zn Se/Zn1-x Cdx Se非对称双量子阱结构 ,结果表明高频声子与 IO声子的相互作用较低频声子与 IO声子的相互作用强     

超晶格中直流和双模交流电场的整流效应

以弛豫时间近似下的玻尔兹曼方程为基础 ,详细研究了超晶格在外加直流和双模交流场中电子的输运行为 ,并计算了几种特定情况下超晶格中电流随频率和场强幅值的变化关系 ,我们发现超晶格在外加直流和双模交流电流电场时内部电流随频率的变化是稳定的 ,而电流随场强幅值的变化是振荡衰减的     

考虑近邻作用下的一维铁磁链中的孤子

利用行波解法,研究了在次近邻作用影响下的一维铁磁链,得出其孤子解以及孤子的相应的特征量-峰宽、峰值、能量等.然后再考虑个近邻作用影响下的一维铁磁链,得到一维铁磁链的孤子通解以及相应的特征量,并分析了近邻作用对孤子的相应的特征量的影响.     

原子的压缩效应及动力学特性

为了探讨双模光场与物质相互作用过程中原子的动力学行为及压缩效应,作者从二能级原子与光场相互作用的有效哈密顿量出发,推导出原子反转算符的期望值及原子的压缩效应与耦合常数Ｇ之间的关系,最后运用数值计算法及相应的图形进一步加以说明．结果表明：当场模与原子相互作用比较强时,原子压缩效应显著增强,并且原子反转、原子偶极吸收部分及原子偶极色散部分都呈现比较明显的周期性崩坍与复原现象．但当耦合太弱或过强时,崩坍区与回复区消失．可见,选择此模型在很大程度上可减小原子行为引起的量子噪声．     

ScnN(n=2～12)团簇的磁性和热容量研究

基于第一性原理,在密度泛函理论框架下,用广义梯度近似方法计算了团簇ScnN(n=2～12)的总磁矩Mt、与N原子最近邻的Sc原子的局域磁矩MSc、掺杂原子N的局域磁矩MN.从原子相互作用角度出发,应用统计物理理论,计算了团簇ScnN的磁矩和热容量,研究了它们随温度的变化规律.结果表明:ScnN团簇的磁性与团簇的构型、原子相互作用、磁性粒子间的磁相互作用、团簇中的Sc原子数n有关.总磁矩随Sc原子数n呈波动性变化,当n=3,8,9,11,12时,总磁矩为零,团簇的磁性消失;当n=2,4,5,6,7,10时,团簇表现为铁磁性,其中当n=6时,团簇的磁性最强.ScnN团簇的磁矩随温度升高而减小,其变化趋势与块状磁体类似.温度较低时,磁相互作用产生的热容量CM随温度升高而增大,在某温度附近取极大值;原子相互作用产生的热容量CV在温度较低时与温度成正比,和块状磁体的CV与温度的三次方成正比不同;在对团簇的热容量的贡献中,原子相互作用占主要.